申请/专利权人：中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司石油工程技术研究院

申请日：2018-03-15

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN108278095B

主分类号：E21B33/13

分类号：E21B33/13

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2020.01.17#专利申请权的转移;2018.08.07#实质审查的生效;2018.07.13#公开

摘要：本发明公开了一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器，包括从上至下依次设置的上接头、控制装置、套管短节、活塞套组件、下接头，在活塞套组件内设有活塞，所述活塞与活塞套组件之间动密封，其特征在于：所述控制装置内设有液压油腔，所述活塞套外设有传压管，所述活塞与活塞套组件之间设有活塞上腔和活塞下腔，所述传压管设有数条通道，分别连通液压油腔和活塞上腔、以及控制液腔和活塞下腔，所述控制装置用于控制液压油腔内的液压油，通过传压管驱动活塞的动作。本发明可以减少胶塞投入，无需通过液压剪切销钉开关通道，避免了井下压力控制剪断销钉存在的不确定性。固井后无需钻塞，实现管柱全通径，降低作业风险。

主权项：1.一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器，包括从上至下依次设置的上接头、控制装置、套管短节、活塞套组件、下接头，在活塞套组件内设有活塞，所述活塞与活塞套组件之间动密封，其特征在于：所述控制装置内设有液压油腔，所述活塞套组件外设有传压管，所述活塞与活塞套组件之间设有活塞上腔和活塞下腔，所述传压管设有数条通道，分别连通液压油腔和活塞上腔、以及液压油腔和活塞下腔，所述控制装置用于控制液压油腔内的液压油，通过传压管驱动活塞的动作，所述活塞套组件包括从上至下依次连接的上密封座、承压套、开孔套、下密封座，所述上密封座与套管短节相连，下密封座与下接头连接，所述承压套与活塞之间设有活塞上腔和活塞下腔。

全文数据：一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器技术领域[0001]本发明涉及一种油气田固井完井井下工具，尤其涉及一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器。背景技术[0002]在深井、长封固段井、低压易漏井固井完井中，常规固井技术难以满足地质要求和确保固井质量，往往米用分级固井技术，其关键工具为分级注水泥器。常用的机械式和液压式分级注水泥器需要通过液压剪切销钉其中机械式分级注水泥器还要先投入重力塞）打开循环孔进行二级固井，在完成二级固井后需要投入关闭塞通过液压剪切销钉关闭循环孔，之后需要动用小钻具钻除内部结构，作业风险高;免钻式分级注水泥器在完成固井后胶塞及附件自动落井，可节省小钻具供井和钻机占用时间、降低作业风险，但现有技术存在胶塞及附件落井不成功的问题，导致使用率低。发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器，该分级注水泥器可以减少胶塞投入，无需通过液压剪切销钉开关通道，固井后无需钻塞，实现管柱全通径，降低作业风险。[0004]本发明所采用的技术方案为:一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器，包括从上至下依次设置的上接头、控制装置、套管短节、活塞套组件、下接头，在活塞套组件内设有活塞，所述活塞与活塞套组件之间动密封，其特征在于:所述控制装置内设有液压油腔，所述活塞套外设有传压管，所述活塞与活塞套组件之间设有活塞上腔和活塞下腔，所述传压管设有数条通道，分别连通液压油腔和活塞上腔、以及液压油腔和活塞下腔，所述控制装置用于控制液压油腔内的液压油，通过传压管驱动活塞的动作。[0005]按上述技术方案，所述活塞套组件包括从上至下依次连接的上密封座、承压套、开孔套、下密封座，所述上密封座与套管短节相连，下密封座与下接头连接，所述承压套与活塞之间设有活塞上腔和活塞下腔。[0006]按上述技术方案，在开孔套和活塞上均设有径向开孔。[0007]按上述技术方案，所述控制装置包括控制套、压力传感器、控制电路、换向阀、驱动机构，所述控制电路控制换向阀动作，并控制驱动机构控制液压油腔内的液压油进入活塞上腔或活塞下腔。[0008]按上述技术方案，在上接头内设有二级塞座，通过螺纹与上接头内部连接，所述二级塞座采用分体式结构或整体式结构。[0009]按上述技术方案，所述二级塞座采用分体式结构，包括连接套和二级密封座，所述连接套与上接头内部连接，所述二级密封座采用可溶解材质制成。[0010]按上述技术方案，在下接头与活塞套之间设有固定环，在固定环内设有一级外塞。[0011]按上述技术方案，所述固定环采用可溶解材质制成。[0012]按上述技术方案，二级塞座的一部分或者整体以及固定环采用可溶材料制成通过可溶介质进行溶解。’[0013]本发明所取得的有益效果为：[00M]1、本发明无需通过液压剪切销钉开关通道，通过地面发送的压力信号控制活塞动作，避免了井下压力控制剪断销钉存在的不确定性。[0015]2、减少了重力塞的投入。[0016]3、通过溶解等方式去除胶塞固定连接机构，实现了全通径，避免了钻塞风险。附图说明[0017]图1为本发明的结构图。[0018]图2为本发明中一级内塞的结构示意图。[0019]图3为本发明中二级碰压塞的结构示意图。具体实施方式[0020]下面结合附图对本发明作进一步说明。[0021]如图1所示，本实施例提供了一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器，包括从上至下依次设置的上接头1、控制装置、套管短节7、活塞套组件、下接头17，在活塞套组件内设有活塞11，在上接头1内设有二级塞座，通过螺纹与上接头内部连接，所述二级塞座采用分体式结构或整体式结构。所述活塞11与活塞套组件之间动密封，所述控制装置内设有液压油腔18,所述活塞套外设有传压管9,所述活塞11与活塞套之间设有活塞上腔19和活塞上腔20，所述传压管9设有数条通道，分别连通液压油腔18和活塞上腔丨9、以及液压油腔18和活塞下腔20,所述控制装置用于控制液压油腔18内的液压油，通过传压管9驱动活塞11的动作。其中，控制装置通过管接头8、传压管9与活塞套组件连接。[0022]所述活塞套组件包括从上至下依次连接的上密封座1〇、承压套12、开孔套13、下密封座14,所述上密封座10与套管短节7相连，下密封座14与下接头17连接，所述承压套12与活塞11之间设有活塞上腔19和活塞下腔20。在开孔套13上设有径向开孔21，在活塞11上设有径向开孔22。[0023]所述控制装置包括控制套5、压力传感器4、控制电路、换向阀、驱动机构6，所述控制电路控制换向阀动作，并控制驱动机构6控制液压油腔18内的液压油进入活塞上腔19或活塞下腔20。其中，压力传感器4安设在液压油腔18的上端，压力传感器4接收来自地面设备输出的液体压力信号，控制电路分析输出控制信号，控制驱动机构及换向阀控制液压油腔18内的液压油，通过传压管9驱动活塞11动作。[0024]本实施例中，所述二级塞座采用分体式结构，包括连接套2和二级密封座3，所述连接套2与上接头1内部通过螺纹连接。在下接头17与下密封座14之间设有固定环15,在固定环15内设有一级外塞I6。其中，所述二级密封座3和固定环15采用可溶材料制成，可以通过可溶介质进行溶解，也可以钻除至接近套管内径。[0025]将本发明连接在固完井管串上，并按要求下入井内预定位置;完成一级注水泥作业后，从井口投入一级内塞23，顶替，一级内塞23下行到位后与一级外塞16复合，下落至一级塞座并碰压；替入隔离液至本发明下方预定位置;地面发送液体压力信号，控制活塞上行，打开二级注水泥通道径向开孔21和径向开孔22连通）；完成二级注水泥作业后，从井口^入二级碰压塞24，顶替，二级碰压塞24下行至二级密封座3并碰压;地面发送液体压力信空制^塞下行，关闭二级注水泥通道径向开孔21和径向开孔22错开，失去连通）；从地面栗入浴解介质，将二级密封座3和固定环15溶解;扫塞，使井筒内径接近套管内径。

权利要求：1.一种活塞往复式免钻塞分级注水泥器，包括从上至下依次设置的上接头、控制装置、套管短节、活塞套组件、下接头，在活塞套组件内设有活塞，所述活塞与活塞套组件之间动密封，其特征在于:所述控制装置内设有液压油腔，所述活塞套外设有传压管，所述活塞与活塞套组件之间设有活塞上腔和活塞下腔，所述传压管设有数条通道，分别连通液压油腔和活塞上腔、以及液压油腔和活塞下腔，所述控制装置用于控制液压油腔内的液压油，通过传压管驱动活塞的动作。2.根据权利要求1所述的分级注水泥器，其特征在于:所述活塞套组件包括从上至下依次连接的上密封座、承压套、开孔套、下密封座，所述上密封座与套管短节相连，下密封座与下接头连接，所述承压套与活塞之间设有活塞上腔和活塞下腔。3.根据权利要求2所述的分级注水泥器，其特征在于:在开孔套和活塞上均设有径向开孔。4.根据权利要求1或2所述的分级注水泥器，其特征在于:所述控制装置包括控制套、压力传感器、控制电路、换向阀、驱动机构，所述控制电路控制换向阀动作，并控制驱动机构控制液压油腔内的液压油进入活塞上腔或活塞下腔。5.根据权利要求1或2所述的分级注水泥器，其特征在于:在上接头内设有二级塞座，通过螺纹与上接头内部连接，所述二级塞座采用分体式结构或整体式结构。6.根据权利要求5所述的分级注水泥器，其特征在于:所述二级塞座采用分体式结构，包括连接套和二级密封座，所述连接套与上接头内部连接，所述二级密封座采用可溶解材质制成。7.根据权利要求1或2所述的分级注水泥器，其特征在于:在下接头与活塞套之间设有固定环，在固定环内设有一级外塞。8.根据权利要求7所述的分级注水泥器，其特征在于：所述固定环采用可溶解材质制成。9.根据权利要求5所述的分级注水泥器，其特征在于:二级塞座的一部分或者整体以及固定环采用可溶材料制成，通过可溶介质进行溶解。

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